阻力变化对航速有何影响？

舰艇的摩擦阻力、黏压阻力、兴波阻力占总阻力的比重受舰艇航速的影响很大。对一般的排水型舰艇而言：在低速时摩擦阻力占的比重最大；随着速度的增加，兴波阻力占比迅速增大，在高速时会超过摩擦阻力；黏压阻力一般所占的比重较小。

从阻力性能研究的角度，所谓高速船、中速船、低速船并不是根据舰艇航行速度的高低来划分的，而是根据将航速无因次化后得到的弗劳德数（Froude number）的范围来划分的。弗劳德数Fr的计算公式为

式中　vs——舰艇航速，m/s；

g——重力加速度，g=9.8 m/s2；

L——特征长度（一般取舰艇水线长），m。

各类船舶弗劳德数范围和对应的各阻力成分所占比重大致分布如表7-1所示。

表7-1　各类船舶不同阻力成分所占比重的情况

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续表

需要注意的是，对于水下航行的潜艇，对速度的无因次表达一般不采用弗劳德数，这是因为弗劳德数在本质上是重力的相似准数，反映的是兴波相似，而潜艇处在水下航行状态时是没有兴波阻力的。并且，由于潜艇是由主艇体和指挥台围壳、艉翼、舵等多个附体组成的航行体，大尺度的附体众多，因此潜艇在水下时，附体阻力所占的比重很大。

从阻力随航速的变化关系来看，可以近似认为摩擦阻力约正比于航速的1.83次方，黏压阻力约正比于航速的2次方，兴波阻力正比于航速的4～6次方，即有

某护卫舰裸船体阻力各成分随航速的变化如图7-16所示。

图7-16　某护卫舰裸船体阻力各成分随航速的变化